基于分数阶滑模自抗扰的压电定位台轨迹跟踪控制
Abstract
为了实现压电定位台的高精度跟踪控制，针对迟滞、模型不确定以及负载扰动等非线性因素对压电定位台运动精度的影响，设计了一种分数阶终端滑模自抗扰控制器，以实现系统高精度跟踪控制性能。首先，将分数阶理论、终端滑模理论和自抗扰理论相结合，实现系统状态跟踪误差在有限时间内收敛。然后，基于改进的fal非线性函数设计了一种新型连续可导的趋近律以进一步减少抖振。最后，在压电定位台上进行了轨迹跟踪对比实验，实验结果表明，对于幅值为10 μm的正弦期望轨迹且负载重量为200 g时，所设计的控制器均方根误差为0.024 6 μm，相较于PID、整数阶终端滑模和神经网络整数阶终端滑模三种控制方法的均方根误差精度分别提高76.66%， 48.00%和43.32%，在40 Hz参考指令信号下分数阶终端滑模自抗扰控制器将压电定位台的均方根误差降低到了0.186 9 μm，并在不同负载下均具有良好的跟踪性能，削弱了抖振现象，同时对模型不确定性以及负载扰动具有较强的鲁棒性。
Fields of Study & Subjects
Piezoelectric Actuators and Control
Adaptive Control of Nonlinear Systems
Advanced Control Systems Design
Publication details
- Journal / source
- Optics and Precision Engineering
- Volume
- 34
- Issue
- 2
- Pages
- 218–230
- Publication date
- 1 January 2026
- Language
- EN